Решение задач на расчёт количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении презентация

Цель: Закрепление знаний по данной теме; формирование умений учащихся применять полученные знания при решении количественных и качественных задач.

Повторение
Дайте определение количества теплоты.
Какова единица количества теплоты?
Дайте определение старинной единицы количества теплоты – калории.
От каких величин зависит количество теплоты, полученное телом в процессе теплопередачи?
Что показывает удельная теплоемкость вещества? Какова единица этой физической величины?

Повторение
Удельная теплоёмкость растительного масла равна 700 Дж/(кг·°С). Что это означает?
Для нагревания растительного масла массой 1кг на 1°C, необходимо количество теплоты, равное 700 Дж.
При охлаждении растительного масла массой 1кг на 1°C, выделится количество теплоты, равное 700 Дж.

Повторение
Удельная теплоёмкость свинца равна 140 Дж/(кг·°С). Что это означает?
Для нагревания свинца массой 1кг на 1°C, необходимо количество теплоты, равное 140 Дж.
При охлаждении свинца массой 1кг на 1°C, выделится количество теплоты, равное 140 Дж.

Чтобы вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания тела или выделяемое им при охлаждении, нужно удельную теплоемкость вещества умножить на массу тела и на разность между конечной и начальной его температурами.
Q = c · m · ( t2 – t1) =
= c · m · t

t = ( t2 – t1)
Q – количество теплоты, Дж
С – удельная теплоемкость, Дж/(кг·°С)
m – масса, кг
t2 - конечная температура,°С
t1 - начальная температура,°С
t - разность температур,°С

Решение задач
Задача № 1
Какое количество теплоты необходимо для нагревания от 20 до 1120°С стальной детали массой 30 кг? Удельная теплоемкость свинца 500 Дж/(кг·°С). (Удельная теплоемкость табличная величина)

Решение задач
Дано: СИ: Решение:
с = 500 Дж/(кг·°С) Q = c · m · (t2- t1)
m = 30 кг Q = 500 Дж/(кг·°С) · 30 кг · (1120-20)°С
t1 = 20°C = 16500000 Дж = 16500 кДж
t2 = 1120°C
Q-? Ответ: Q = 16500 кДж

Решение задач
Задача № 2
Какое количество теплоты выделилось при остывании воды, объём которой 20 л, если температура изменилась от 100 °С до 50°С ? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·°С).

Решение задач
Дано: СИ:
t1 = 100°C
t2 = 50°C V = 20 л 0,02 м³
с = 4200 Дж/(кг·°С)
ρ = 1000 кг/м³
Q-?
Ответ: Q = - 4200 кДж
Решение:
Q = c · m · (t2-t1)
m = ρ · V=> Q = c·ρ·V·(t2-t1)
Q = 4200 Дж/кг ·°C · 1000 кг/м³ · 0,02 м³ ·(50°C -100°C) =
= - 4200000 Дж = - 4200 кДж
Знак «-» указывает на то, что тело остывает и следовательно отдает энергию.

Решение задач
Задача № 3
В алюминиевой кастрюле, масса которой 800 г, нагревается 5 л воды 10 от 100°C до кипения. Какое количество теплоты пойдет на нагревание кастрюли и воды? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·°С). Удельная теплоемкость алюминия 920 Дж/(кг·°С).

Решение задач
Дано: СИ:
с1 = 920 Дж/(кг·°С)
m = 800 г 0,8 кг
t1 = 10°C
t2 = 100°C
V = 5 л 0,005 м³
с2 = 4200 Дж/(кг·°С)
ρ = 1000 кг/м³
Q-?
Ответ: Q = 1956240 Дж
Решение:
Количество теплоты, необходимое для нагревания кастрюли и воды:
Q=Q1+Q2,
где Q1=c1·m1·(t2-t1) – количество теплоты, необходимое для нагревания кастрюли;
Q2=c2·m2·(t2-t1) – количество теплоты, необходимое для нагревания воды.
m2 = ρ·V=> Q2 = c2·m2·(t2-t1) = c2·ρ·V·(t2-t1)
Q1 = 920 Дж/кг·°C · 0,8 кг·(100°C - 10°C)=66240 Дж
Q2 = 4200 Дж/кг ·°C · 1000 кг/м³ · 0,005 м³ ·(100 °C -10°C) =1890000 Дж
Q = 66240 Дж + 1890000 Дж = 1956240 Дж

Самостоятельная работа
Задача № 1
Какое количество теплоты требуется для нагревания олова массой 40 г на 15°C?
Задача № 2
.
Определите удельную теплоемкость металла, если на нагревание бруска массой 100 г, сделанного из этого металла, от 20°C до 24°C потребовалось 152 Дж теплоты.